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液晶復(fù)合纖維制備可穿戴傳感器的研究

作者:宋檢 時(shí)間:2022-12-08 來源:互聯(lián)網(wǎng)

近日,江南大學(xué)紡織服裝學(xué)院付少海團(tuán)隊(duì)在國際權(quán)威期刊Advanced Materials上發(fā)表了題為“Responsive Liquid-Crystal-Clad Fibers for Advanced Textiles and Wearable Sensors”的學(xué)術(shù)論文(Advanced Materials,2019,21.95)。論文將纖維通過液晶微膠囊分散體、聚合物溶液制備了對外界刺激具有響應(yīng)性的液晶復(fù)合纖維,其中纖維提供力學(xué)強(qiáng)度,液晶小分子作為響應(yīng)性涂層,高聚物對涂層起穩(wěn)定作用。與以往液晶芯纖維相比,該技術(shù)制備響應(yīng)性液晶復(fù)合纖維方法簡便,可控程度更高,對于制備新型的可穿戴柔性智能顯示材料具有重要的啟發(fā)意義。

 

液晶具有響應(yīng)速度快,在智能顯示、變色等方面具有非常好的應(yīng)用前景。然而,由于液晶具有流動性,常被灌注在液晶盒子中應(yīng)用于電視、電腦、手機(jī)和平板等電子器件中,*大的限制了液晶在可穿戴柔性智能顯示材料領(lǐng)域的應(yīng)用。過去研究者利用靜電紡絲或噴繪等技術(shù)制備以液晶為芯材的響應(yīng)性纖維,該技術(shù)局限性是所得液晶芯直徑往往不超過10mm,力學(xué)強(qiáng)度差,響應(yīng)效果不理想,且這類纖維十分脆弱而無法編織。

 

付少海教授團(tuán)隊(duì)提出一種簡便制備具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的響應(yīng)性纖維的方法,通過液晶微膠囊化、控制溶劑蒸發(fā)速度,聚合物經(jīng)過固化和相分離等過程,將液晶材料包封在纖維表面。該方法對于現(xiàn)有商用纖維具有普適性,操作簡便,能耗低,可連續(xù)生產(chǎn)。將該響應(yīng)性纖維進(jìn)行編織可得到一系列可穿戴傳感器,實(shí)現(xiàn)自動檢測皮膚異常的溫度變化,以盡早發(fā)現(xiàn)某些疾病。

 

該論文**作者江南大學(xué)紡織服裝學(xué)院2015級博士生關(guān)玉,通信作者為付少海教授和美國肯特州立大學(xué)的John L.West教授。該研究得到了高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計(jì)劃(17021),國家留學(xué)基金委(201806790047)和輕工技術(shù)與工程**學(xué)科(LITE2018-21)的支持。

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